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电子掺杂铜氧化物中薄纱费米面上的玻戈留波夫准粒子

超导电性 2023-12-08 v1 强关联电子

摘要

与空穴掺杂铜氧化物不同,电子掺杂铜氧化物始终表现出具有公度({\pi}, {\pi})有序波矢的强反铁磁关联,导致普遍观点认为反铁磁自旋涨落在这些非常规超导体中介导库珀配对。然而,早期研究产生了两个矛盾发现:虽然反铁磁自旋涨落在动量空间“热点”处产生最大的赝能隙,但使用前沿法的拉曼散射和角分辨光电子能谱测量似乎表明超导能隙在这些位置也最大。这给自旋涨落介导的配对带来困境:库珀配对在正态低能谱权重最受抑制的动量处最强。此处我们在显著改善的实验条件下使用角分辨光电子能谱研究 Nd2-xCexCuO4 中的这一困境。前所未有的信噪比与分辨率使我们能直接观测玻戈留波夫准粒子,证明两类态的存在与重要性:1. 在热点附近被反铁磁赝能隙重构的主带与劈裂态。2. 赝能隙内具有独特色散的薄纱费米面态,其下 Tc 处浮现出玻戈留波夫准粒子相干峰。在数值结果支持下,我们提出反铁磁序参量的非零模导致前者,而反铁磁序参量取向的涨落导致后者。我们对薄纱费米面的揭示调和了矛盾观测,深化了我们对电子掺杂铜氧化物乃至一般非常规超导性的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.05313,
  title  = {Bogoliubov Quasiparticle on the Gossamer Fermi Surface in Electron-Doped Cuprates},
  author = {Ke-Jun Xu and Qinda Guo and Makoto Hashimoto and Zi-Xiang Li and Su-Di Chen and Junfeng He and Yu He and Cong Li and Magnus H. Berntsen and Costel R. Rotundu and Young S. Lee and Thomas P. Devereaux and Andreas Rydh and Dong-Hui Lu and Dung-Hai Lee and Oscar Tjernberg and Zhi-Xun Shen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.05313},
  year   = {2023}
}

备注

Submitted version 30 pages, 4 main figures, 8 extended data figures. Accepted version in press at Nature Physics